Onko maapallolla todella pulssi?

Pulssi

Maapallon pulssi on keskeinen teema Yaran kampanjassa, jossa keskitytään tavoitteeseen panostaa luontopositiiviseen ruoantuotannon tulevaisuuteen. Saadakseen lisätietoa pulssin taustalla olevasta tieteellisestä selityksestä Yara keskusteli Oslon yliopiston geotieteiden apulaisprofessori Lars Eivind Auglandin kanssa. Augland työskentelee geokronologian parissa ja tutkii eri tapahtumien ajoitusta geologisessa ajassa aina siitä, miten maapallon mantereet ovat muodostuneet siihen, miten ilmasto on muuttunut ajan mittaan.

Augland pitää 26 sekunnin pulssi-ilmiötä kiehtovana ja jännittävänä.
– ”Kyllä, sitä voi tavallaan kutsua pulssiksi. Maan kuori järisee säännöllisesti. Järistykset ovat niin pieniä, etteivät ne muodosta uhkaa, kuten tavalliset maanjäristykset.”

Augland selittää, että maapallon pulssi havaitaan joka 26. sekunti seismisillä asemilla ympäri maailmaa. Signaalit ovat selkeimmät Länsi-Afrikassa, Pohjois-Amerikassa ja Euroopassa. Pulssi on yksi harvoista signaaleista, jotka syntyvät säännöllisesti, selkeästi ja tarkasti. Pulssin aiheuttaja on epäselvä, mutta ilmiölle on useita mahdollisia selityksiä, kuten valtamerten aallot, tulivuoret sekä paineen kerääntyminen ja purkautuminen merenpohjan alaisista, vedellä täyttyvistä halkeamista sedimenttikerroksessa.

– ”Alunperin mikrojäristyksiä tai 26 sekunnin välein havaittavaa pulssia selitettiin Länsi-Afrikassa sijaitsevan Guineanlahden aaltojen aktiivisuudella. Mahdollisina aiheuttajina on pidetty erityisiä syvyysolosuhteita sekä merenpohjan ja rannikon geometristä muotoa. Kun aallot lyövät, ne aiheuttavat resonanssia merenpohjaan, mikä puolestaan voi synnyttää maanjäristysaaltoja maan kuoressa”, Augland kertoo.
Hän kertoo, että myös vulkaanista toimintaa on esitetty selitykseksi, mutta alueelta ei ole löydetty merkkejä vedenalaisista aktiivisista tulivuorista.

– ”Kolmas selitys esitetään uusimmassa tutkimuksessa, joka julkaistiin arvostetussa Earth and Planetary Science Letters ‑lehdessä. Tutkimuksen mukaan merenpohjan alapuolisten sedimenttien fraktaalihalkeamaverkoston läpi virtaava neste aiheuttaa järistykset”, Augland kertoo.

Pulssin säännöllisyys saattaa johtua Guineanlahden merenpohjan erityisistä olosuhteista: runsaasti vettä sisältäviin sedimenttikerroksiin kohdistuu painetta. Nigerjoen sedimenttikuormituksen takia vedenpaine nousee merenpohjassa. Paine-erot aiheuttavat veden virtaamista merenpohjan halkeamiin hydraulipumpun tavoin, ja paine kasvaa tiettyyn pisteeseen, ennen kuin se purkautuu. Säännöllinen paineen kertyminen ja purkautuminen aiheuttaa järistyksiä, jotka voidaan havaita pulssina seismometreillä maailmanlaajuisesti. Paine-eroa saattaa voimistaa Guineanlahden aaltojen aktiivisuus.

– ”Tässä mielessä uudessa tutkimuksessa yhdistetään aiemmat selitykset aaltojen aktiivisuudesta ja maankuoren ylemmän osan liikkeistä”, Augland toteaa.

Augland korostaa, että mitään kolmesta selityksestä ei ole testattu tarpeeksi hyvin. Se edellyttäisi perusteellisia vedenalaisia tutkimuksia kyseisillä Guineanlahden alueilla sekä mittauksia järistysten tarkan lähteen määrittämiseksi.

Havaittiin 1960-luvulla

Maapallon 26 sekunnin välein lyövä pulssi havaittiin 1960-luvun alussa. Pulssin tallensi ensimmäisenä amerikkalainen seismologi Jack Oliver, joka muun muassa kehitti laattatektoniikkateoriaa sekä atomipommiräjähdysten tallentamista seismisten aaltojen avulla. Sen jälkeen tutkijat ovat keränneet tarpeeksi tietoa todetakseen, että säännölliset järistykset ovat jatkuneet ensimmäisen tallennuksen jälkeen ja että ne muodostavat jonkinlaisen rytmisen pulssin.

”On hämmästyttävää, että näitä järistyksiä tapahtuu niin säännöllisesti ja että se on jatkunut jo vuosikymmenten ajan. Geologisessa kontekstissa kyse on lyhytaikaisesta ilmiöstä. Jos palaamme muutamia tuhansia vuosia ajassa taaksepäin, merenpinta oli eri tasolla. Viimeinen jääkausi, joka päättyi noin 10 000 vuotta sitten, aiheutti suuria muutoksia merenpinnan tasoon, kun maan päällä ollut jää suli. Kyseiset merenpinnan muutokset liittyvät todennäköisesti tähän asiaan”, Augland toteaa.

Useita pulsseja

Auglandin mukaan maapallolla on useita pulsseja. Yksi on tämä lyhyt, 26 sekunnin välein lyövä pulssi, kun taas muut jatkuvat pulssit ovat sellaisia, joita ohjaavat astronomiset parametrit ja auringon säteily.

– ”Meidän on tarkasteltava Maan kiertoradan vaihtelua Auringon ympäri ja Maan akselin kaltevuutta, jotka määrittävät niin kutsutut Milankovićin jaksot. Näitä pulsseja, joiden ennustettavissa olevat jaksot ovat noin 10 000–400 000 vuotta, käytetään aktiivisesti ilmaston tutkimiseen. Muut esitetyt, mutta toistaiseksi spekulatiivisemmat pulssit, liittyvät Maan syvän vaipan ja sen kuoren väliseen lämmönvaihtoon, joka voisi aiheuttaa supertulivuoria, mantereiden muodostumista ja laattatektonisia syklejä, jotka vaikuttavat ilmastoon sitomalla tai vapauttamalla hiilidioksidia ilmakehään. Näiden syklien pulssi on kymmenistä satoihin miljooniin vuosiin”, Augland selittää.

– ”Kun ensimmäistä kertaa luin [26 sekunnin pulssin] ilmiöstä, kiinnostuin siitä heti, koska pyrin ymmärtämään näitä syklejä saadakseni lisätietoa Maan historiasta. On tietenkin jännittävää, että meillä on paikallisia säännöllisiä ja ennakoitavia prosesseja, jotka voidaan tuntea maailmanlaajuisesti. Tämä pulssi ei ehkä kerro mitään maapallon tärkeimmistä prosesseista tai elämän olosuhteista, mutta se on epäilemättä kiinnostava, koska se osoittaa, millaisia yhteyksiä maailmassa on. Lisäksi on kiehtovaa tutkia ilmiöitä, joita ei ole niin helppo selittää ja joiden parissa on työskennelty yli 50 vuotta tietämättä niiden varmaa alkuperää.”

Sources

Chen, Y., Xie, J. and Ni, S., 2022. Generation mechanism of the 26 s and 28 s tremors in the Gulf of Guinea from statistical analysis of magnitudes and event intervals. Earth and Planetary Science Letters, 578, p.117334.

Lantink, M.L., Davies, J.H., Ovtcharova, M. and Hilgen, F.J., 2022. Milankovitch cycles in banded iron formations constrain the Earth–Moon system 2.46 billion years ago. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(40), p.e2117146119.

Meyers, S.R. and Malinverno, A., 2018. Proterozoic Milankovitch cycles and the history of the solar system. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(25), pp.6363-6368.

Michael R.Rampino, KenCaldeira & Yuhong Zhuc, 2021: «A pulse of the Earth: A 27.5-Myr underlying cycle in coordinated geological events over the last 260 Myr», Geoscience Frontiers.

Müller, R.D. and Dutkiewicz, A., 2018. Oceanic crustal carbon cycle drives 26-million-year atmospheric carbon dioxide periodicities. Science advances, 4(2), p.eaaq0500.

Oliver, J., 1963. Additional evidence relating to “a worldwide storm of microseisms with periods of about 27 seconds”. Bulletin of the Seismological Society of America, 53(3), pp.681-685.

Shapiro, N.M., Ritzwoller, M.H. and Bensen, G.D., 2006. Source location of the 26 sec microseism from cross‐correlations of ambient seismic noise. Geophysical research letters, 33(18).

Wu, Y., Fang, X., Jiang, L., Song, B., Han, B., Li, M. and Ji, J., 2022. Very long-term periodicity of episodic zircon production and Earth system evolution. Earth-Science Reviews, p.104164.